車內(nèi)乙醛貢獻(xiàn)率研究

熊國良，蔣寶林

(廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東廣州 511434)

0 引言

數(shù)據(jù)顯示:截至2017年底，我國汽車保有量達(dá)到2.17億輛。汽車成為人們出行必不可少的工具。由于汽車內(nèi)飾材料多為非金屬材料，且車內(nèi)空間相對狹小密閉，在使用過程中不可避免地會釋放出各種揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，如苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等。其中車內(nèi)管控難度最大的物質(zhì)是乙醛，有研究表明其合格率僅為50.9%[1]。

為了對車內(nèi)乙醛進(jìn)行管控，目前各主機(jī)廠的主流做法是根據(jù)車內(nèi)各內(nèi)飾零部件的大小使用不同體積的采樣袋對零部件進(jìn)行乙醛測試，查找乙醛散發(fā)量大的零部件進(jìn)行整改[2]。這種方法存在的問題是：因為散發(fā)空間不一致，無法橫向比較各零部件的散發(fā)量，不能迅速找出對整車乙醛貢獻(xiàn)量大的零部件進(jìn)行整改。文中介紹了使用統(tǒng)一規(guī)格的袋子對車內(nèi)各內(nèi)飾零部件進(jìn)行乙醛測試，獲得各內(nèi)飾零部件對整車乙醛貢獻(xiàn)率的方法，能夠迅速找出對整車乙醛貢獻(xiàn)量大的零部件進(jìn)行針對性的整改，提高車內(nèi)空氣質(zhì)量水平。

1 試驗部分

1.1 試驗器材

試驗器材包括：99.999%高純氮?dú)猓? 000 L Tedlar氣體采樣袋；津騰GM-1.0A隔膜真空泵；氮?dú)赓|(zhì)量流量計；DNPH捕集管；Gilian Gilibrator-2電子皂膜流量計；GilAir Plus恒流采樣泵；Agilent 1260高效液相色譜儀；步入式環(huán)境艙；7種醛酮-DNPH (Dinitrophenylhydrazone)100×10-6混標(biāo)(o2si)。

1.2 試驗樣件

結(jié)合《車內(nèi)揮發(fā)性有害物質(zhì)控制管理要求》(草案)附錄一的高風(fēng)險零部件清單抽取如表1所示零部件總成進(jìn)行測試。

表1 實驗樣件清單

1.3 試驗方法

此次試驗采用國內(nèi)使用較為廣泛的袋試法。被測零部件以總成形式放置于2 000 L Tedlar氣體采樣袋中，同時應(yīng)注意使零部件以面向乘員的一面朝上并充分展開。使用99.999%的高純氮?dú)鈱怏w采樣袋進(jìn)行沖洗，充入氣體采樣袋體積的30%左右高純氮?dú)猓儆酶裟ふ婵毡脤怏w抽出，重復(fù)操作3次；再向采樣袋中準(zhǔn)確充入采樣袋體積50%的高純氮?dú)狻Ｈ鐖D1所示將采樣袋放入步入式環(huán)境艙中，使用65 ℃加熱2 h±10 min；加熱2 h后輕拍氣體采樣袋使其中氣體混合均勻并用DNPH捕集管采集醛酮類物質(zhì)。氣體采集條件如表2所示。

圖1 采樣示意圖

采集參數(shù)DNPH捕集管采集速度/(mL·min-1)800采集時間/min15氣體采集體積/L12樣品管采集數(shù)量/支2

2 結(jié)果與討論

參照文獻(xiàn)[3]中附錄C，用色譜級乙腈洗脫采集好的DNPH捕集管，使用高效液相色譜儀分析洗脫液中的醛酮類物質(zhì)。最終獲得各樣件所釋放的乙醛的散發(fā)量，結(jié)果如表3所示。

表3 各內(nèi)飾零部件乙醛散發(fā)量結(jié)果μg·m-3

從表3可以看出：不同車型的同一零件其乙醛的散發(fā)量也存在相差較大的情況。如頂棚，散發(fā)量最小的是車型1，僅30 μg/m3，最大的是車型3，高達(dá)235 μg/m3，兩者間相差接近8倍。這是因為頂棚由多種材料復(fù)合加工而成，材質(zhì)均一性較差且不同車型頂棚存在大小不一、有無天窗及復(fù)合工藝不同等差異。而一些材料相對均一且在不同車型中大小也接近的零件，如門飾板總成、方向盤總成等，即便是不同車型的件，其乙醛的散發(fā)量也比較接近。不同的車型中，同一個零件的乙醛存在散發(fā)量相差很大的情況，也存在散發(fā)量接近的情況。故單看乙醛的散發(fā)量大小還不能直觀地反映哪些零件是乙醛的主要貢獻(xiàn)件。需要清楚各零件在整車中的乙醛貢獻(xiàn)率。

首先將各零部件的乙醛散發(fā)量進(jìn)行加和，作為整車乙醛的理論散發(fā)量。經(jīng)過計算可獲得各零部件的乙醛貢獻(xiàn)率。表4為統(tǒng)計后所得的3種車型中各內(nèi)飾零部件的乙醛貢獻(xiàn)率。

表4 各內(nèi)飾零部件乙醛貢獻(xiàn)率%

由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出：車型1乙醛貢獻(xiàn)率超過5%的零部件有：座椅總成(29.7%)、乘客艙地毯總成(22.2%)、行李箱飾板(11.7%)、儀表板總成(6.0%)。車型1中這幾個零件的乙醛貢獻(xiàn)率為整車的69.7%。車型2乙醛貢獻(xiàn)率超過5%的零部件有：座椅總成(22.8%)、隔熱隔音墊總成(18.5%)、頂棚(8.4%)、儀表板總成(7.8%)、門飾板總成(6.9%)、車身阻尼墊(6.7%)、乘客艙地毯總成(5.3%)。車型2中這幾個零件的乙醛貢獻(xiàn)率為整車的76.4%。車型3乙醛貢獻(xiàn)率超過5%的零部件有：座椅總成(21.5%)、車身阻尼墊(18.1%)、行李箱飾板(16.0%)、頂棚(12.6%)、乘客艙地毯總成(8.5%)、隔熱隔音墊總成(5.4%)。車型3中這幾個零件的乙醛貢獻(xiàn)率為整車的82.1%。

歸納起來：3種車型中乙醛貢獻(xiàn)率均較大的零件有座椅總成及乘客艙地毯總成，約占整車的28%～52%。其余貢獻(xiàn)較大的零件有：行李箱飾板、儀表板總成、隔熱隔音墊、頂棚、車身阻尼墊等。故當(dāng)車內(nèi)空氣出現(xiàn)乙醛超標(biāo)的情況時，可針對上述零部件的材料及工藝進(jìn)行整改，以快速解決此類車內(nèi)空氣質(zhì)量問題。

3 結(jié)論

(1)通過統(tǒng)一使用2 000 L袋試法對車內(nèi)主要內(nèi)飾零部件進(jìn)行VOC測試，發(fā)現(xiàn)3種車型中乙醛的主要貢獻(xiàn)零部件部大體相同，主要為：座椅總成、隔熱隔音墊總成、頂棚、儀表板總成、行李箱飾板、乘客艙地毯總成、車身阻尼墊等件。

(2)此次所研究的3種車型中乙醛貢獻(xiàn)率最大的零部件為座椅總成，貢獻(xiàn)率均在20%以上。

(3)此次所研究的3種車型中70%～80%的乙醛由貢獻(xiàn)率在5%以上的幾個(4～7個)零件所貢獻(xiàn)。